城鎮化下北方省區集中供暖耗煤及節能潛力分析

張磊+　韓夢+　陸小倩??

摘要 當前，我國正在大力推進城鎮化建設，這將導致北方省份集中供暖耗煤大幅增長，給節能減排工作帶來新的挑戰，有必要通過科學評估未來的供暖耗煤量及其節能潛力對這一問題給予回答。本文首先通過回歸分析發現供暖面積和能耗效率分別顯著地正向和負向影響著耗煤量，然后對城鎮化下的集中供暖人口的演變軌跡進行分析，進而劃分出棚戶區居民、老樓房居民、新樓房居民和流動暫住居民等供暖人群，構建出各群體人口增長及其供暖面積的核算模型，并預測出2011-2025年間各地的供暖人口及供暖面積，最后結合現實情境、節能情境Ⅰ（住房保暖水平改造）和Ⅱ（取暖用能效率改造）的單位耗煤量核算出各地供暖耗煤量及其節能潛力。研究結果表明：與2011年相比，2025年的北方城市集中供暖人口數量將增長0.41億人，相應地供暖面積將增長23.10億m2，由此引發的煤炭消耗量將達到1.52億噸標煤（tce），增長了0.48億 tce，而在節能情境Ⅰ和Ⅱ中，煤炭消耗量將僅為0.90和0.68億 tce，節煤效果非常顯著；分省區來看，山東和遼寧都一直是供暖耗煤大省，但所占份額將會有所下降，而黑龍江、河南和吉林等省份的城鎮化進程更快，供暖耗煤量也將快速上升，其它省份的供暖耗煤增長相對穩健；以2011和2012年為基準的預測結果精度檢驗證明了以上結果的可靠性。由此說明，雖然大力實施城鎮化將帶來供暖面積的增加，引發北方地區對供暖耗煤的剛性需求，但如果房屋保暖和用能效率等節能水平真正達到國家標準，供暖耗煤并不會比現有水平大幅增加，反而會略有減少，表明城鎮化下的供暖耗煤并不會給節能減排工作帶來新的壓力，當前的工作重點應集中于節能措施的推廣應用。

關鍵詞 城鎮化；供暖耗煤；節能潛力；預測

中圖分類號 TK01 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2015）08-0058-11 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.08.008

我國北方省區冬季嚴寒，居民需要取暖過冬。長期以來，農村地區冬季取暖主要來源于就地取材的秸桿等生物質能源，而城鎮地區的取暖主要依賴于煤炭這一化石能源，包括棚戶區一家一戶式的分散用煤和管道供熱式的集中用煤。分散式的燒煤取暖在帶給人們舒適生活的同時也引發了飽受詬病的空氣污染問題，為此，借助城鎮化的契機，國家積極推進更為安全、環保和節能的集中供暖。2013年9月國務院出臺的《大氣污染防治行動計劃》明確提出“加快推進集中供暖，在供熱管網不能覆蓋的地區，改用電、新能源或潔凈煤”，集中供暖將成為未來北方省份冬季取暖的主要方式。

但在實施過程中依然面臨挑戰，最大之處來自城鎮化下集中供暖用煤的增長。為了控制大氣污染，各地紛紛開始削減煤炭消費總量，但相較工業用煤，取暖用煤涉及民生，相對是個“硬約束”，削減空間不大；特別是國家正在大力推進城鎮化建設，北方集中供暖用煤的需求將會持續增長，從而部分抵消削減工業用煤所帶來的環境效應。面對這一兩難處境，人們不禁思索：城鎮化下的集中供暖耗煤量未來將如何增長？是否會給業已嚴重的大氣污染帶來新的壓力？科學回答這一問題對調整各地能源消費結構、規劃煤炭消費總量和落實大氣污染防治計劃都有重要的現實意義。

當前，學術界對于集中供暖耗能的研究大都局限于技術領域，考量不同的建筑保暖技術對單位能耗的影響[1]，或是研究氣候變化對采暖能耗的影響[2-3]，或是探討各種集中供暖方式的能效[4-5]，對供熱用能結構、總量和節能進行綜合分析的研究尚未發現；在城鎮化和能源消費關系方面，多數研究結果都認為城鎮化會對資源和環境造成沖擊[6-7]，但結論并不一致：有些學者認為城鎮化改進了基礎設施效率而使能源消耗降低[8-9]，而更多的學者認為城鎮化所帶來的人口增加必然導致能源消費增加[10-13]，但他們多集中于城鎮化與能源消耗關系的計量研究，鮮有學者對城鎮化下的能源消耗數量進行預測研究，而這是科學解決我國城鎮化過程中所面臨能源問題中的重要一環，不容回避。依據我國城鎮化下人口流動的軌跡，創新性地構建了城鎮化下集中供暖面積預測模型，并結合不同情境下的單位面積耗煤量核算了北方各地未來集中供暖耗煤量及節能潛力，科學地回答了城鎮化對集中供暖耗煤的影響問題。

1 集中供暖耗煤及影響因素

1.1 北方省份集中供暖分析

當前，我國集中供暖主要分布在嚴寒、寒冷和部分夏熱冬冷地區，具體分界線為秦嶺—隴海線，包括：北京市、天津市、河北省、山西省、內蒙古自治區、遼寧省、吉林省、黑龍江省、江蘇省（主要是徐州地區）、山東省、河南省（部分地級市）、陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區、新疆維吾爾自治區等16個省份，也是我們重點考察的省份。

近年來，我國集中供暖面積和耗煤數量得到了快速增長。據統計，1997年集中供暖面積是8.07億m2，2011年增長至51.83億m2，年均增長率達到14.02%；相對應的就是供熱耗煤數量的增加，從1997年的0.64億t增長到2011年1.68億t，年均增長率為7.06%，并有進一步增長的趨勢（見圖1）。

1.2 集中供暖耗煤量的影響因素

綜合現有的研究，集中供暖耗煤量的影響因素主要包括氣候條件、供熱面積、管道長度和煤炭利用效率。據此構建一個多元回歸模型。

C=f（W，S，L，T）+μ（1）

其中，C為集中供暖煤炭消耗量，W采暖期間的室外平均氣溫（以華氏溫度計），S是供熱面積，L為管道長度，T是煤炭綜合利用效率，μ是隨機項。

相關數據來自于1997-2012年間的《中國統計年鑒》、《中國煤炭工業年鑒》和《中國能源統計年鑒》，并對其進行對數化處理以規避異方差和偏態分布問題。運用逐步回歸法得到最終的回歸方程為：

lnC=19.12+0.07lnL+0.95lnS-6.59lnT（2）

（3.63*[KG-*2]*[KG-*2]*）（2.11*[KG-*2]*）（6.68*[KG-*2]*[KG-*2]*）（-3.21*[KG-*2]*[KG-*2]*）

F=242.07*[KG-*2]*[KG-*2]*，R2=0.99

回歸方程整體通過了F檢驗，且擬合優度較好；影響因素中，除平均氣溫不顯著被剔除，余下的三個變量都通過了相應地t檢驗，說明它們顯著地影響集中供暖耗煤量。自變量的系數符號表明：增加管道長度和供熱面積會相應地增加耗煤量，而提高煤炭利用效率會相應地減少耗煤量，這為綜合考察集中供暖耗煤和節能潛力指明了方向。

張磊等：城鎮化下北方省區集中供暖耗煤及節能潛力分析

中國人口·資源與環境 2015年 第8期

2 集中供暖人群的演變與分類

2.1 城鎮化下集中供暖人口的變遷軌跡

一般地講，城鎮化是指農村人口不斷向城鎮轉移，第二、三產業不斷向城鎮聚集，從而使城鎮數量增加、規模擴大的一種歷史過程。我國改革開放以來，大批農村人口通過升學、退伍、經商、務工等多種方式轉移到城鎮工作，其中有一部分在城里購置了樓房，長期生活在城市中，也有相當一部分（主要是農民工）只是在城里打工賺錢，租房居住，并沒有真正融入到城市生活中。我國城鎮化過程

圖1 1997-2011年我國集中供暖面積及其耗煤量

Fig.1 Central heating area and coal consumption in 1997-2011

數據來源：歷年《中國統計年鑒》。

中，如何實現農民工的市民化是一個重要選項。

此外，城鎮化不僅是簡單的城市人口比例增加和面積擴張，更要在產業支撐、人居環境、社會保障、生活方式等方面實現由“鄉”到“城”的轉變，實現城鎮化“質”的提升。例如，從農村生火取暖和棚戶區的煤爐取暖到現代化樓房的集中供暖就是這種轉變的具體體現。截止到2012年底，我國仍有1200萬戶家庭生活在城市棚戶區中，住房簡陋，設備落后，也是城鎮化進程中的改造對象。

上述過程基本上描繪了我國城鎮化下集中供暖人口的變遷軌跡，整理成圖2所示，即未來集中供暖的需求群體來自：①城市中一直就享受集中供暖的居民及其自然增量；②棚戶區改造后住進樓房的原城市居民；③從農村轉移到城市并住進樓房的原農村居民；④從農村到城市打工并租住樓房的原農村居民。可以看出，除第一類群體外，其余群體均為新增加的對集中供暖有需求的人群，隨著城鎮化改造力度的加強，這部分群體的規模將越來越大，也必將對我國供暖能源的供需結構產生深遠的影響。

圖2 城鎮化下集中供暖人群的變遷軌跡

Fig.2 Growth route of central heating people in China

2.2 群體分類及其取暖需求分析

根據本文的研究目的和上述供暖人群變遷軌跡，將集中供暖需求人群劃分為棚戶區居民、老樓房居民、新樓房居民和流動暫住居民，不同人群的居住特征、取暖方式和住宅需求分析如下：

（1）棚戶區居民。這部分居民具有城市戶籍，且一直分散地生活在城市棚戶區中，冬季取暖主要依賴家庭煤球爐等傳統方式，住房保溫性能差，能源效率低，煤炭浪費嚴重。棚戶區改造是我國城鎮化過程中的一個重要環節，其內容就是拆除棚戶建筑，將這部分居民搬遷到現代化的樓房建筑中，其取暖方式也相應地變更為集中供暖。

（2）老樓房居民。這部分居民具有城市戶籍且長期以來居住在老舊樓房中，人均居住面積小且生活設施不完善，有著改善住房條件的需求。但從冬季取暖來看，這部分居民長期以來都享受著集中供暖，改善住房條件后，這些居民仍然依賴于集中供暖。

（3）新樓房居民。為研究方便，本文將這部分居民來源定義為由農村鄉鎮轉移至城市的人群，以區分于前面兩類的城市老居民。他們不一定具有城市戶籍，但都在城市購置了樓房且將長期生活下去，是城鎮化中人群轉移的主體。這部分人群大多購買的是近些年竣工的新樓房，取暖方式絕大多數為集中供暖。

（4）流動暫住居民。這部分人群大多為來城打工農民，暫時居住在城市中，并用打工所得在家鄉蓋了房屋，沒有在城市購置樓房的需求。囿于收入的限制，他們目前大多居住在城鄉結合部的棚戶區，但隨著城鎮化進程的推進和棚戶區的改造，他們也將逐步搬遷至樓房中，并采取群租等方式來降低居住成本，所以人均住宅面積較小，取暖方式也相應地變更為集中供暖。

3 理論模型、方法和數據

3.1 集中供暖面積的核算模型

集中供暖面積分為住宅和非住宅兩類。對住宅而言，囿于我國地少人多的國情，無限制地增加住宅建設用地是不現實的，即使在大力推行城鎮化的今天，國土資源部仍然發文強調要控制18億畝耕地的紅線。解決這一問題的出路是科學規劃各城市的人均住宅面積，使得一方面城鎮化工作穩步推進，群眾的住房改善需求能夠得以滿足，另一方面也節約了土地資源。由此，i地的住宅面積核算公式可描述為：

BDi，t=Spi，t·Ni，t（3）

其中，BDi，t為t年i地的住宅總面積，Spi，t為t年i地的人均規劃住宅面積，為政府給定的外生變量，Ni，t為t年i地集中供暖人口數量。

非住宅建筑為人們提供工作、生活服務、休閑娛樂等場所，包括工業商業用房、醫療用房、辦公用房、軍事用房、公共福利用房和教育用房等一切除了用于居民住宅的建筑。通常認為，非住宅面積跟人口數量息息相關。基于2002-2012年的相關數據，通過回歸分析可以得到二者之間的關系為：每增加一個單位的人口，非住宅面積相應的增加5.35個單位。

NBDi，t=-71.05+5.35Ni，t（4）

（-4.05*[KG-*2]*[KG-*2]*）（4.66*[KG-*2]*[KG-*2]*）

由此，準確地預測各地集中供暖人口數量就成為預測未來住宅和非住宅供暖面積的關鍵。

3.2 集中供暖人口的預測模型

我們基于圖2所示的人口群體進行預測，不同群體轉化成為集中供暖人群的速率并不相同，各自的供暖面積預測模型也有差異。

3.2.1 棚戶區居民

這部分居民轉化為集中供暖居民的速率關鍵受到政府對棚戶區改造力度的影響，其t年后的供暖人口預測模型可描述為：

N1i，t=N1i，0·h1i+

N1i，0·（1-h1i）·h1i+…+N1i，0·

（1-h1i）n-1·h1i（5）

整理后，式（5）可改寫為：

N1i，t=N1i，0·[1-（1-h1i）n]（6）

其中，N1i，t為t年i地棚戶區居民的集中供暖人口數量，N1i，0為i地基準年份的棚戶區人口數量，h1i為i地棚戶區改造平均強度。

3.2.2 老樓房居民

現實中，這部分人群無論是改善住房條件，還是因人口增加而購置新房，都會再次住進樓房中并且選擇集中供暖。因此，這部分居民集中供暖人口數量的影響主要來自人口自然增長率，其t年后供暖面積預測模型可描述為：

N2i，t=N2i，0·（1+h2i）+

N2i，0·（1+h2i）2+…+N2i，0·（1+h2i）n（7）

整理后，上式可改寫為：

N2i，t=N2i，0·[[SX（]（1+h2i）[（1+h2i）n-1][]h2i[SX）]]（8）

其中，N2i，t為t年i地老樓房居民的集中供暖人口數量，N2i，0為i地基準年份的老樓房人口數量，h2i為i地老樓房群體的人口自然增長率。

3.2.3 新樓房居民

集中供暖面積主要取決于鄉村人群向城市搬遷的人口數量。近三十年來，由于國家嚴格的人口生育政策，城市人口自然增長率緩慢，城市人口增量主要來自于這部分遷徙人群。由此，這部分居民的t年集中供暖人口預測模型可描述為：

N3i，t=f（TN3t，1999-2011）（9）

其中，N3i，t為新樓房居民集中供暖人口數量，N3t，1999-2011為1999-2011年間向城市遷徙的人口數量，f為函數關系式，用以基于歷史數據來推演各地的遷移規律。

3.2.4 流動暫住居民

設N4i，t為享受集中供暖的人口數量，TN4i，t為全部的暫住人口數，h4i為暫住人口中入住樓房的比率，則t年的預測模型可描述為：

N4i，t=TN4i，t·h4i（10）

3.2.5 集中供暖總人口

最終，i地t年集中供暖人口數量的核算公式為：

Ni，t=N1i，t+N2i，t+N3i，t+N4i，t（11）

3.3 集中供暖耗煤量的核算方法

基于以上，建立集中供暖耗煤的核算公式如下：

HCC=HDS·qc（12）

其中，HCC為耗煤量；HDS為集中供暖總面積，包括住宅與非住宅，即HDS=BD+NBD；qc是采暖期內單位面積所耗標準煤的數量（W/m2），根據我國《民用建筑節能設計標準》，其計算公式為：

qc=[SX（]24·Z·qH[]HC·η1·η2[SX）]（13）

其中，Z表示各地集中供暖天數，qH表示單位時間內單位建筑面積消耗的熱量，HC表示標準煤的熱值，η1表示室外管網的傳送效率，η2表示鍋爐的運行效率。

3.4 數據來源

我們通過多種途徑獲取數據來滿足模型運算的需要：①基于全國住房城鄉建設工作會議的會議精神，將2025年人均城市住宅建筑面積的規劃值定為35 m2。②在核算集中供暖人口時，根據各省制定的棚戶區改造方案和媒體公開報道資料，設定了各省區棚戶區戶數及改造強度；將《中國城市統計年鑒》中城市人口增加值與原有居民人口自然增加值的差值認定為某地農村向城市轉移的人口數量，并分別應用指數增長模型、Logistic模型和半對數增長模型對1999-2011年間的這些數值進行擬合，選定各地所適用的最優模型用以預測這部分人口的增長；采用等維灰數遞補動態預測方法對流動人口數量進行預測。③在核算集中供暖耗煤時，各地供暖天數、建筑物耗熱量指標、管網傳送效率和鍋爐的運行效率主要來自于住建部相關資料、《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準JGJ6-2008》及其2010年的修訂版。限于篇幅，詳細的數據信息、計算過程和結果這里不再給出。

4 核算結果與分析

4.1 研究情境設置

為對比研究的需要，根據當前和未來的建筑耗能、管網效率和鍋爐效率設置為現實、節能Ⅰ、節能Ⅱ等三種情境。現實情境反映了當前中國供熱耗能的真實情況，它根據各地實際供暖煤耗和供暖面積的比值得到；在節能情境Ⅰ中，管網傳輸效率和燃煤鍋爐效率分別取節能前的085和055，而單位建筑面積耗熱量取修訂版的標準值，重點考察的是建筑物保溫質量提升后的節能效果；在節能情境Ⅱ中，將管網傳輸效率和燃煤鍋爐效率設置為節能后的090和068，單位建筑面積耗熱量也采用修訂版的標準值，考察全方面實施節能措施后的供熱耗煤情況。現實與節能Ⅰ和節能Ⅱ之間的耗煤量差值即為未來的采暖期內單位建筑面積節煤潛力。具體核算結果見表1。

表1 各地采暖期內單位建筑面積耗煤量和節能潛力

Tab.1 Coal consumption per unit building area of

different provinceskgce/m2

4.2 集中供暖人口數量與面積預測

根據公式5-7，得到2011-2025年間北方城市集中供暖總人口數量如表2所示。2011年的集中供暖人口總數為1.38億人，至2025年增長為1.79億人，15年間增長了0.41億人，其中，棚戶區群體為0.15億人，老樓房群體為0.05億人，新樓房群體為0.19億人，流動暫住群體為

0.02億人。可以看出，棚戶區群體和新樓房群體成為未來集中供暖人群增長的主體，也是我國城鎮化實施中的重點人群。分省區中，集中供暖人口增長速度較快的是河南、黑龍江、山東、吉林和陜西等人口大省，年均增長率都超過了30%，而其余省份的年均增長率大都在個位數上，增長速度相對比較穩健。

進一步依據公式3和公式4，得到北方省份城鎮集中供暖總面積如表3所示。全國集中供暖總面積將從2011年49.39億m2增加到2025年的72.49億m2，15年間增長了23.10億m2；而相較1996-2011年間，集中供暖面積從7億m2增長到49億m2，15年間增長了42億m2，2011年以后的集中供暖面積增長幅度有所放緩。其原因在于：1996-2011年間的集中供暖主要是在地級市層面上實現的，并且這些年也是地級市房地產業發展最為迅猛的時期，相應的集中供暖面積也增長較快，但此后的地級市擴

容速度將有所減緩。在2014年7月出臺的《國務院關于進一步推進戶籍制度改革的意見》中，對城區人口500萬以上的特大城市將嚴格控制人口規模，對300-500萬的大城市將適度控制落戶規模和節奏，而對當前人口規模較小縣城或城鎮將放開落戶政策。本文以人口規模較大的地級市為基數所核算的集中供暖面積的預測結果與這種政策取向相吻合一致。

分地區而言，2011年時集中供暖面積的前三名分別是山東、遼寧和河北，在2025年時演化成為山東、遼寧和陜西，其供熱面積將分別增長322，120和239 m2；就增長速度而言，河南、山東、黑龍江、陜西和吉林等5個省份將保持年均兩位數的增長速度，如河南的年均增長速度將達到23%，而北京、天津、河北、山西、內蒙等地區的年均增長速度保持在7%-8%左右，西部甘肅、青海、寧夏和新疆的年均增長速度僅在2%-3%左右。區域間的這種增長結構差異源于：①各地人口基數不同，河南等人口基數較大的省份在城鎮化后的集中供暖面積增長較快；②經濟發展水平各異，西部地區較為落后的經濟水平阻礙了集中供暖水平的提升；③城市發展規模的限制，北京等大城市雖然經濟發展水平高，但對人口增長的限制性措施將使其未來的集中供暖面積增長較為穩健。

4.3 集中供暖耗煤及節能潛力

4.3.1 不同情境下集中供暖耗煤量

結合各地集中供暖總面積的預測結果和現實、節能Ⅰ、節能Ⅱ三種情境下的單位面積耗煤量，就可以得到不同情境下的集中供暖耗煤如表4-6所示。

就全國而言：在現實情境下，全國集中供暖耗煤量將從2011年1.04億tce上漲到2025年的1.52億tce，15年間煤炭耗用量增加了0.48億tce；在節能情境Ⅰ中，2011年的全國集中供暖耗煤量將較現實情境顯著地減少到060億tce，節約量達到了044億tce，這意味著如果對中國北方住房的保暖水平進行改造將會產生較為顯著的節能效應，節能規模幾乎可以支撐未來15年內的取暖用煤增加額，同時，在此情境下，2025年的取暖用煤需求為090億tce，甚至小于當前中國的取暖耗煤水平，15年間的用煤需求僅增長了030億tce；如果進一步按照國家標準提升管網效率和鍋爐效率，節能情境Ⅱ下所產生的節能效果更加可觀，2011年的全國取暖用煤僅消費了046億tce，即使到2025年大力實施城鎮化后，煤炭消費量也僅維

表2 2011-2025年各地集中供暖的總人口

Tab.2 Total population of central heating in 2011-2025萬人

表3 2011-2025年各地集中供暖的總面積

Tab.3 Total areas of central heating in 2011-2025106 m2

表4 2011-2025年現實情境下各地區集中供暖耗煤預測值

Tab.4 Forecast of coal consumption for central heating under realitic situation in 2011-2025104 tce

表5 2011-2025年節能情境Ⅰ下各地區集中供暖耗煤預測值

Tab.5 Forecast of coal consumption for central heating under energy-saving situation Ⅰ in 2011-2025104 tce

表6 2011-2025年節能情境Ⅱ下各地區集中供暖耗煤預測值

Tab.6 Forecast of coal consumption for central heating under energy-saving situation Ⅱ in 2011-2025104 tce

持在068億tce，15年間增長了022億tce，此時，城鎮化給煤炭行業及其環境問題所帶來的影響將降到最低。

分省市而言，中國取暖用煤的格局在2011-2025年間雖有所變化，但總體變化程度不大。2011年，供暖用煤量的前三甲分別是山東、遼寧和北京，占比各為2094%、13.71%和10.26%，這些地區都屬于人口大省，經濟發展水平和城鎮化水平也相對較高，取暖用煤需求量大；到了2025年，前三名變為了山東、遼寧和黑龍江，且前二者所占比例分別下降到18.93%和11.06%，而黑龍江占比達到了10.25%，北京的份額降到了9.03%。其余省份中，占比增長較快的省份還有河南（5.53%）、吉林（5.48%）兩省，表明它們的城鎮化進程將相對較快，取暖用煤的增長率也相對較大。

4.3.2 集中供暖的節能潛力

用2011-2025年間現實情境的供熱耗煤量分別減去節能情境Ⅰ和Ⅱ下的供熱耗煤量，即得到不同情境下的節能潛力見表7。

就節能總量而言，情境Ⅰ下的2011年節能值達到4 371萬tce，2025年將達到6 257萬tce，而情境Ⅱ下的相應值將分別達到5 798萬tce和8 377萬tce。其政策涵義是如果對北方省份房屋的保溫質量按國家標準進行改善提高，2011年就可獲得可觀的節能效益，如果再結合著管網改造和鍋爐升級，可以再多節約煤炭1 427萬tce，并且在此后十年間，這種節能效益也穩步上升，政策的長期收益非常好，因此值得大力予以推廣。

與煤炭消耗量相比較，情境Ⅰ下的2011煤炭消耗量為6 041萬tce，也就是對當前房屋保溫質量按國家標準改造后，其節省下來的4 371萬tce煤炭就足以支撐實際消耗量的72%左右，這一比例在2025年為69%；而如果結合管網改造和鍋爐升級，光節省下來的煤炭就足以完全支持情境Ⅱ下采暖耗煤量。這種對比分析進一步顯示了當前北方省份房屋和供暖設施進行改造升級的必要性和有效性，尤其是當這種節能效果是在中國集中供暖耗煤量不斷上漲的背景下取得時，其意義就更為突顯。

分省區來看，未來通過節能改造效果較為突出的省份既包括傳統耗煤大省，如山東、北京和遼寧等地，也包括節能增長潛力較快的省份，如河南、甘肅等地，這些地區或是因供暖面積大、耗煤數量多，或是因為現有節能措施落后、增長潛力大而可能在未來呈現出較為可觀的節能效果。

4.4 預測結果的可靠性檢驗

考慮到預測時間包括了2011年和2012年，而這兩年

表7 情境Ⅰ和Ⅱ下各地區節能潛力

Tab.7 Potential energy-saving under situation Ⅰ and Ⅱ萬tce

各地的實際供暖耗煤量可以根據供熱總量核算而來，因此可用其檢驗預測結果的可靠性。從總量上看，2011和2012年北方省份的實際耗煤分別為1.03和1.08億tce，預測值分別為1.04和1.03億tce，二者都與實際值比較接近，說明預測結果總體上反映了這些地區供暖耗煤的趨勢；分省份來看，2011和2012年預測結果與實際值的擬合情況如圖3，圖4所示，天津、河北、山西、河南、青海和寧夏的擬合結果最好，北京、內蒙、遼寧、吉林、黑龍江和新疆的預測結果低于實際值，而山東、陜西和甘肅的預測結果高于實際值，但差值在逐漸縮小，擬合優度從2011年的0.57調整至2012年的0.69；從預測精度看，這兩年的平均平方

圖3 2011年預測結果與實際值的擬合情況

Fig.3 Fitting of actural data and forecast results in 2011

圖4 2012年預測結果與實際值的擬合情況

Fig.4 Fitting of actural data and forecast results in 2012

誤差（MSE）分別為875.39和459.56，平均絕對百分比誤差（MAPE）分別為12.27%和9.99%，而一般認為MAPE

值小于10%時，模型的預測精度較高。綜合以上判斷，可以認為預測結果較好地擬合了實際情況。

需要指出的是，誠如陳永福所言，模型預測的意義并不在于與實際的擬合度有多高，而在于利用各種政策方案（目標）進行政策模擬，預測出各種可能出現的危機，從而

給世人起到預警作用，為將來做準備[14]。正是在這個意義上，本文給出了各地供暖用煤的演化趨勢，為未來煤炭消費總量控制、污染物排放控制和供熱企業布局提供了借鑒意義。

5 結論和建議

5.1 如果節能措施得當，城鎮化并不會給集中供暖耗煤和節能減排帶來額外的壓力

（1）一方面，城鎮化增加了供暖耗煤的“剛性需求”。城鎮化過程必然伴隨著人口向城市加速轉移，河南等人口大省的年均增長率近30%，2025年北方城市的集中供暖人口將達到1.79億人， 相應的集中供暖面積達到72.49億m2，依據現有的單位面積耗煤標準，煤炭消耗量將達到1.52億tce，比當前增加了0.48億tce，這將給當地煤炭供給、CO2減排和大氣污染防治等工作帶來新的壓力。

（2）另一方面，節能改造措施能夠較大地降低供暖耗煤數量。雖然北方省份的集中供暖耗煤相對是個“硬約束”，但各地的供熱效率水平還比較低下，現實中的單位面積供暖耗煤均高于國家相關部門的標準煤耗，存在著較大的節能空間。在節能情境Ⅰ和Ⅱ中，2025年的供暖耗煤量將僅為0.90和0.68億tce，分別比現實情境下的耗煤量下降了0.62和0.84億tce，節能降耗的效果非常明顯。

（3）綜合來看，可以通過節能措施抵消城鎮化發展帶來的供暖耗煤壓力。我們注意到，2011年的實際供暖耗煤量為1.03億tce，這一數字甚至大于采取節能措施后的2025年供暖耗煤量，意味著采取節能措施不僅能夠抵消因城鎮化發展帶來的額外耗煤壓力，而且能夠降低到低于當前的供暖耗煤水平。因此，在大力發展城鎮化的時候無須擔心因此而帶來的供暖耗煤壓力，而應該在節能措施上做更多的文章。

5.2 建議

（1）推廣熱電聯產技術。由于我國集中供暖的覆蓋面不夠廣，分散小鍋爐、家庭煤爐供暖還比較普遍，并且在集中供暖方式上，我國區域鍋爐房供暖占三分之二，熱電聯產占三分之一，這與歐洲國家正好相反。因此，我國下一步節能措施的重點是推進熱電聯產來大幅提高鍋爐用煤效率。

（2）發展替代能源。我國集中供暖長期以耗煤為主，而歐洲國家的取暖燃料以天然氣為主，兩種能源的能源效率存在著較大的差距。借助于俄羅斯將向中國大規模輸送天然氣的契機，研究用天然氣代替煤炭進行供暖的可行性，特別在沿途供暖用煤大省遼寧和北京。

（3）提高供熱系統性能。長期以來，我國供熱系統效率低下，不能夠根據實際供暖情況實時自動地控制和調整，易造成溫度過高等資源浪費問題，再加上北方省份墻體、門窗對節能因素考慮較少，供熱管網和鍋爐老化陳舊，造成了熱能易散失和能效低下等問題，未來的節能重點應向房屋保溫改造、管網輸送效率提高等方向傾斜。

（編輯：王愛萍）

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Analysis on Coal Consumption and Potential Energysaving of Central Heating in Northern

Provinces of China Under Urbanization Background

ZHANG Lei HAN Meng LU Xiaoqian

（School of Management， China University of Mining and Technology， Xuzhou Jiangsu 221116， China）

Abstract At present， China is vigorously promoting the urbanization process， which will lead to the increase in the coal consumption for heating in the northern provinces， and bring new challenges to the energysaving task. So it is necessary to give answers to this question through a scientific assessment of the future of energysaving potential of coal consumption for heating. First， through regression analysis this paper shows that both the heating area and energy efficiency have significant positive and negative impacts on coal consumption； then the evolution track of population which requires heating along with the process of urbanization is analyzed， and then we divide the population into shanty town residents， old building residents， new building residents and temporary migrant residents， construct the accounting model of the population growth and heating area， and forecast the population and area that will need heating for years 2011-2025. Finally we calculate coal consumption for heating and the energy saving potentiality of all the areas by combining the unit coal consumption of real situation， energysaving situation I （transformation of housing warmth level） and II （transformation of efficiency of heating energy）. Compared to 2011， the results show that： because the number of residents who need heating in the northern city for 2025 is expected to grow by 41 million people， the area that needs heating will increase by 2.31 billion m2， coal consumption caused by this increase will grow to 152 million toncoal equivalent （TCE）， a growth of 48 million TCE. Since coal consumption is only 90 million and 68 million TCE in the energysaving situation I and II respectively， the saving of coal consumption is very obvious. Provincewise， Shandong and Liaoning provinces have been the largest consumers of heating and coal， but the share will decline. The urbanization process in Heilongjiang， Henan and Jilin provinces is fast and the heating coal consumption will rise rapidly， while the heating coal consumption growth in other provinces is relatively stable. The accuracy of the results which take the years 2011 and 2012 as base years demonstrates the reliability of the results above. This shows that although the vigorous implementation of urbanization process will increase the area that needs heating， it will cause the rigid demand of coal consumption for heating in northern area. But if the house warmth and efficiency of energy use and other energysaving level really reached the national standard， heating coal consumption level would not substantially increase more than the existing level， and it should be slightly reduced. This shows that coal consumption for heating in the process of urbanization does not affect energy conservation. The current priority should focus on the promotion and application of energysaving measures.

Key words urbanization； heating coal consumption； potential energysaving； forecast